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动力锂电池包回收市场前景和回收利用难题

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-06-24 11:30  浏览量:

  动力锂电池包回收市场前景和回收利用难题。随着新能源汽车产业的快速发展,我国已成为世界第一大新能源汽车产销国,动力锂电池产销量也逐年攀升,动力锂电池回收利用迫在眉睫,社会高度关注。新能源汽车的动力电池有使用年限。在电动汽车的动力锂电池退役后,如果处置不当,随意丢弃,一方面会给社会带来环境影响和安全隐患,另一方面也会造成资源浪费。因此,动力锂电池包回收利用十分重要。

锂电池包.jpg

  动力锂电池包回收市场前景

  回收利用分为梯次利用和材料再生。退役锂电池中含有电解液以及各类金属物质,随意废弃将对环境产生沉重负担,因此锂电池的回收利用必不可少。另一方面,锂电池中的锂、钴、铜、镍、铝、铁等金属具备不同程度的经济价值,效益也将促进回收行业的良性发展。

  目前动力锂电材料回收有两种主流技术路线,干法冶金和湿法冶金。目前采用湿法冶金技术路线,已实现消费级锂电池的规模化回收利用提取钴和镍等金属,一旦动力电池回收端能上量,实现动力锂电池的回收利用没有太多技术上的障碍。

  干法:以物理上的拆解粉碎为主,剥离外壳后进行焙烧,回收电池其他辅助有价值材料,如铜铝箔等。这种方法工艺较简单,成本低,但回收的产品纯度也低,目前来看,比较适合现阶段磷酸铁锂的回收。

  湿法:湿法冶金通过溶解的方法,得到含钴镍等贵金属元素的溶液,再利用液相合成等工艺得到新的三元正极材料,这种方法工艺难度更高,但回收的元素纯度更高。适合更高纯度有价值金属的提取,因此较为适用于三元材料的回收。

  通常动力锂电池包的使用寿命为3-5年,一辆电动车的电池组包含80-120块单体锂离子电池,每块动力锂离子电池的重量为3-4kg。以平均每辆新能源车载有100块单体锂离子电池,每块重3kg计算,截至2015年全国投入使用的动力锂电池将分别达到2.66亿块,总重量将达到79.8万吨,而这些锂离子电池将于2018年集中进入报废期,退役动力锂电池回收问题迫在眉睫。当前时点环保需求、动力锂电池回收的经济性和政策支持是驱动锂电回收业务发展的三大主要动力。

  锂电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜四部分构成,其中正极材料价值量最高,也是回收的重点。以三元锂电池为例,其成本中正极材料占比约35%,负极材料、电解液和隔膜占比分别约5%、8%和8%。废旧锂离子电池的材料一旦进入环境中,正极材料中的镍、钴、锰等金属离子、负极的碳粉尘、电解质中的强碱和重金属离子都有可能造成重金属污染或有机物污染,并最终通过食物链最终进入人和动物体内,严重影响环境质量和人类健康。

  废旧锂电池回收在具有环境效益的同时,兼具经济效益。不同动力锂电池正极材料中所含的有价金属成分不同,其中潜在价值最高的金属包括钴、锂、镍等。未来,伴随高能量密度的三元电池需求持续增加,对钴、锂等原材料的需求亦将更加紧俏。因而,通过对废旧锂电池进行回收,将镍、钴、锂等有价金属进行提取进行循环再利用,是规避上游原材料稀缺和价格波动风险的有效途径,经济效益显著。

  动力锂电池包回收利用难题

  首先,现阶段我国关于动力电池回收利用的相关法律法规还有待完善。一方面,政府还未对动力锂电池的回收利用专门立法;另一方面,动力电池还未实现标准化,电池的形状、极芯构成、外壳材料等均不相同,这为回收利用工作带来巨大的难度。

  其次,回收利用体系仍需健全。近年来,我国先后出台了多项政策文件,虽在加强动力电池梯级利用和回收管理、研究制定回收利用政策、建立健全废旧动力电池循环利用体系、加强行业管理与回收监管等方面做了规定,但由于政策并不具有强制性,且缺乏明确的奖惩机制,因此上述政策未能得到有效落实。

  再次,回收技术和工艺水平有待提高。目前我国针对动力电池的回收工艺路线仍处在探索阶段,以循环制造为目标的回收技术还未开展。此外,动力电池回收处理仅停留在废物处理阶段,再利用以及循环再制造技术的研究尚未开展,电池回收涉及的生产安全和环境保护也没有具体的工艺措施和装备保证。

  最后,回收利用成本高、盈利难。退役电池尚无梯级利用渠道,直接报废处理,导致大量的经济损失。同时,电池回收需要经过放电、拆解、粉碎、提取等多个环节,设备和人力成本投入较大,在没有形成规模效应的情况下,企业很难盈利。此外,不同汽车企业的动力电池结构差异较大,材料体系也不同,使得回收难度增加和回收成本上涨。

  随着我国新能源汽车的普及,环保压力逐年的增大,锂电池原材料价格不断的上涨,再利用及资源化回收技术方面的突破,再利用和资源化的拆解将会使锂电池的原料市场达到“供需平衡”市场的价格也将趋于理性;同时也能有效的缓解财政部暂停新能源汽车补贴而带来的成本压力。

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